1、无（wú）人机(UAV)的概念

无人机（Unmanned Aerial Vehicle）就是利用无线（xiàn）遥控（kòng）或（huò）程序控制（zhì）来执行特定航空任务的飞行器，指不（bú）搭载操（cāo）作人员（yuán）的（de）一种动力空中飞（fēi）行器（qì），采用（yòng）空气（qì）动力为飞行（háng）器提供所需的升力，能（néng）够自动飞（fēi）行或远（yuǎn）程引（yǐn）导；既（jì）能一次性使用也能进（jìn）行回（huí）收。

2、无人（rén）机系（xì）统的（de）一般组成

无人机系（xì）统包括地面系统、飞机系统（tǒng）、任务载荷和无人机使用保（bǎo）障人（rén）员。

3、无人（rén）机（jī）的（de）一般分（fèn）类

按用途分：

劲鹰航拍无人（rén）机、无人（rén）侦察机、靶（bǎ）机、特种无（wú）人机、诱（yòu）饵无（wú）人机等。

按飞行（háng）方式分：

固定翼（yì）无人机、旋翼（yì）无人机、扑翼无人机、飞艇。

4、无人机的飞（fēi）行控制（zhì）

无人机（jī）上没有驾驶员，所（suǒ）以无（wú）人机（jī）和飞（fēi）行（háng）靠“遥控”或（huò）“自控飞行”。 

（1）遥控（kòng）飞行

遥控即对被控（kòng）对象继续远（yuǎn）距（jù）离控制，主要无线电遥控。

遥控信号：遥控站通过发射（shè）机向无人机发送无线电波，传递指令，无（wú）人机上的接收机接收并译出指令的内（nèi）容，通过自动驾（jià）驶仪按指令操纵舵（duò）面（miàn），或通过（guò）其他接（jiē）口（kǒu）操纵机（jī）上的（de）任务载荷。遥控站设有搜（sōu）索和（hé）跟踪雷达，他们测量无人机在（zài）任意时刻相对（duì）地面（miàn）的（de）方（fāng）位角、俯仰角、距离和高度等参数（shù），并把这些（xiē）参数（shù）输（shū）入到（dào）计算机，计算后（hòu）就能绘出无人机的实（shí）际航（háng）迹，与预（yù）定航（háng）线比较（jiào），就（jiù）能求出偏（piān）差，然后发送指令进行修（xiū）正。

此外，无（wú）人机还装备有无线电应答器，也叫信标机。它能在收到雷达的询问信（xìn）号（hào）后，发回一个信号给雷达。由于信标机（jī）发射的（de）信号比无人（rén）机发射的雷达信号要（yào）强得多（duō），起（qǐ）到增加跟踪雷达的探测距（jù）离。

下传信（xìn）号：遥控指令只包含航迹（jì）修正信（xìn）号（hào）是（shì）显然不够的，在飞行中无人机会受到各种因素的影响，无（wú）人（rén）机（jī）的飞行姿态也在不断（duàn）变化，所（suǒ）以指令还（hái）需（xū）要包括对（duì）飞行姿态的修正内（nèi）容。

无人机上的传感器一直在收（shōu）集自身的（de）姿态信息，这（zhè）些信息（xī）通过下（xià）传信号送到遥测终端，遥测（cè）终端分析这些信息后就能（néng）给出飞行姿态的遥控修正指令（lìng）。

遥控（kòng）飞行的利弊：

利：有利于（yú）简化无人机的设（shè）计，降（jiàng）低制造成本。

弊：受无线电作（zuò）用距离的限制，限制（zhì）通讯距离通常只可（kě）达（dá）到320KM~480KM；容（róng）易（yì）受到电子干扰。

（2）自控飞行

自控飞行不依（yī）赖地（dì）面控制，一切动作都自动完成的飞行。为此，机上需要有一套（tào）装置（zhì）来保证飞行航向和（hé）飞行（háng）姿态（tài）的正确，这套（tào）装置就是导航装置。通常的导航装置（zhì）有：

1.惯性导航

在机载（zǎi）设备上，它一般简称惯（guàn）导。惯性导航是以牛顿（dùn）力学为基础，依靠（kào）安装在载（zǎi）体（tǐ）内部的加速度计测量载体在三个轴向的（de）加速度，经积（jī）分运（yùn）算后得到载体的瞬时速度（dù）和位置，以（yǐ）及测量载体的（de）姿态的一种导航（háng）方式。惯（guàn）性（xìng）导航完（wán）全依赖机载设备自（zì）主完成导航（háng）任务，工作时（shí）不依赖外界信息，也不向外界辐射能量，不易（yì）受到干扰，不受气象条件限制。

惯导系统是一种航位推算系统。只要给出载体（tǐ）的初始位置及速度，系（xì）统就可以实时地推算出载（zǎi）体的位置速度及姿态信息，自主（zhǔ）地进行导航。纯惯导系统会随着飞（fēi）行航时的增加，因（yīn）积分积（jī）累而产（chǎn）生较大（dà）的（de）误（wù）差，导（dǎo）致（zhì）定位精度（dù）随时间增（zēng）长而呈发散趋势，所以惯导一般与其他导航（háng）系统一起（qǐ）工作来（lái）提高定位精度。

2.卫星导航

全球定（dìng）位系统（GPS）由（yóu）美国建立的一套定位系统，可以提供全球任意一点的三维空间位置、速（sù）度和时间，具有全球性（xìng）、全天候、连（lián）续的精（jīng）密导航系统。

全球卫星导航分（fèn）为三部分，包括空间（jiān）卫星部分、地面监控、卫（wèi）星接收机部分。在飞（fēi）机（jī）上安装卫（wèi）星接收机就（jiù）能得到（dào）自（zì）身的位（wèi）置信息和精确到纳（nà）秒级的时间信息。

现在全球在使（shǐ）用（yòng）的卫星导航系统还有：俄罗斯的glonass,欧洲的伽利略系统，还（hái）有中国正在（zài）建立（lì）的（de）北斗（dòu）系统。

3.多普勒导航

多普（pǔ）勒导航（háng）是（shì）飞行（háng）器（qì）常用的一种自（zì）主导航系统，它的工作原理是（shì）多普勒（lè）效（xiào）应。

多普勒导航系统由磁（cí）罗盘或（huò）陀螺仪、多普（pǔ）勒雷达和导航计算机组（zǔ）成。磁罗盘或陀螺仪类似指北针，用于测出无人机的航向角，多普（pǔ）勒雷达不停沿着某（mǒu）个方向向地面发射（shè）电磁波，测出无人机相对地面（miàn）的飞（fēi）行速度以及（jí）偏流（liú）角。根据多普勒（lè）雷达提供的地速和偏流角数据，以及（jí）磁罗盘或陀螺（luó）仪（yí）提供的航（háng）向数据，导航计算机就可以不停地计算出无（wú）人机（jī）飞过的路线。

多（duō）普勒导航系统能用于各种气象（xiàng）条（tiáo）件和地形（xíng）条（tiáo）件，但由于测量的积累误差，系统会（huì）随（suí）着飞行的距离增加而使误差加大，所以（yǐ）一般用于组（zǔ）合导航中。

4.组合（hé）导（dǎo）航

组合导（dǎo）航是指组合使用两种或两种以上（shàng）的导航（háng）系（xì）统（tǒng），达到取长（zhǎng）补短，提（tí）高导航（háng）性能。目前飞行器上实际使用的导航（háng）系（xì）统（tǒng）各基本上（shàng）都是组（zǔ）合导（dǎo）航（háng）系统，如GPS/惯性导航、多（duō）普勒/惯性（xìng）导航等，其中应用最广的是GPS/惯（guàn）性（xìng）导航组合导航系统。

5.地形辅助导航

地形（xíng）辅助导航是指飞行器在飞行过程（chéng）中，利（lì）用预（yù）先（xiān）存储的飞行（háng）路线中（zhōng）某（mǒu）些（xiē）地区的特征数（shù）据（jù），与实际飞行过程（chéng）中测（cè）量到的相关（guān）数据（jù）进行不断比较来实施导航修正的一种方法（fǎ）。其（qí）核心是将（jiāng）地形分成（chéng）多个（gè）小网格，将其主要特征，如平均标高等输入（rù）计算机，构成一个数字化地图。

地形辅助导航技术就是利用机载数字地图（tú）和（hé）无（wú）线高度表作为辅助手段来修（xiū）正（zhèng）惯导系统的（de）误（wù）差，从（cóng）而构成新的导航系统。它与导航方法（fǎ）的根本区（qū）别在（zài）于数字地图对主导航系统仅能（néng）起到辅（fǔ）助修（xiū）正作用。

地形辅助系统可（kě）分（fèn）为地形匹配、景象匹配等。

◆地形（xíng）匹配：也称地形（xíng）高度相关。其原（yuán）理（lǐ）是地球（qiú）表面上任意一点的地理坐标都可以根据（jù）其（qí）周围地域的等高线或（huò）地貌（mào）来当值确定。飞行（háng）一段（duàn）时（shí）间后，既可以得（dé）到真航（háng）迹的一串地形标（biāo）高。将（jiāng）测得的数据与存储的数字地（dì）图进（jìn）行相关分析，确定（dìng）飞机航迹对应的网（wǎng）格位置。因为事先确定了网（wǎng）格各点对应的经纬度值（zhí），这样就可以（yǐ）使用数字地图校正惯导（dǎo）。

◆景（jǐng）象匹配：也（yě）称景（jǐng）象（xiàng）相（xiàng）关。它与地图（tú）匹配的区（qū）别是，预先输入到（dào）计算机的信（xìn）息不只是高度参数，还包含了通过摄像等手段（duàn）获取（qǔ）的预定飞行路径（jìng）的景象信（xìn）息，将这些景象数（shù）字化后存储在机（jī）载（zǎi）设备上。飞行中，通（tōng）过机载摄像设备（bèi）获取飞行路径中（zhōng）的景象，与预存数据比较（jiào），确（què）定飞（fēi）机（jī）的位置。

自控飞行的（de）利（lì）弊：

利：航程加大（dà）；自主工作，不需（xū）要与（yǔ）地面站（zhàn）联系。

弊：复杂的（de）自主导（dǎo）航（háng）系统和控（kòng）制（zhì）系统，增（zēng）加了重量，提（tí）高了成本（běn）。

（3）遥控与自（zì）控结合

现（xiàn）代无人（rén）机在不同的飞行（háng）段，交替（tì）地采用遥控或自控飞行，这（zhè）样可（kě）以充分利用（yòng）遥控和自（zì）控（kòng）两种控制方式（shì）各自的优势（shì），克服彼此的缺陷。

5、无人机的起（qǐ）飞和着（zhe）陆

有（yǒu）人驾驶飞机（jī）的起飞和降落是飞行中的两大“难关（guān）”，无人（rén）驾（jià）驶飞机则更是如此。

（1）无人机的起飞

1.母机投放

由有人（rén）把（bǎ）无人机（jī）带上天，在（zài）适当（dāng）的地方投放起飞，这种（zhǒng）方法简单易行，运用灵活（huó），成功率高，并且可增加无人机（jī）的航程（chéng）。

2.火箭助推

借助固体火箭（jiàn）助推器，无人机从发射架上起飞（fēi）。这种起飞方式占用的发射场地很小，适合（hé）前沿阵地、山区或船上使用。

3.起飞跑车

将无（wú）人机安装在带（dài）轮的（de）小车上（shàng），靠无人机的发动机（jī）推进，当（dāng）达到速度后，无（wú）人机脱离小车升空。

这种方（fāng）式可（kě）以使用（yòng）现成的（de）机场条件起飞，无需复（fù）杂的起落架，起飞跑（pǎo）车的结构简单、经济（jì）。

4.垂直起飞

利用直（zhí）升机的起飞原理起飞。如：劲鹰（yīng）2型固定（dìng）翼垂（chuí）直起飞（fēi）无人机，可（kě）垂直起落、悬停、大载重、高限（xiàn）时。

5.起落架滑跑起飞

与有人（rén）驾驶飞机一样（yàng），使用本身的起落架滑跑起飞。

6.手发射

这（zhè）种发射方式（shì）最简单（dān），由一人或两（liǎng）人把握（wò），靠（kào）无（wú）人机自身动力起飞。

(2)无人机的着陆（lù）

1.起落架轮（lún）滑着（zhe）陆

与（yǔ）有人（rén）驾驶飞（fēi）机一样（yàng），使用本（běn）身的（de）起落架降落。一（yī）般大型（xíng）无人（rén）机才采用这种方（fāng）式。

2.降落（luò）伞着陆

无人（rén）机（jī）采用降落伞（sǎn）悬吊回收（shōu）。这种（zhǒng）方式适合小型无人机，对于大（dà）型（xíng）无人机，由于（yú）伞降回收的可靠性（xìng）不高，操纵困（kùn）难，损失率高。

3.空中回收

使（shǐ）用大（dà）飞机在空中回收无人机的方式（shì）目（mù）前只（zhī）有美国采用。采用这种回收（shōu）方式，在（zài）大飞机上必须有空（kōng）中回收系统（tǒng）。无人（rén）机除了有阻力伞（sǎn）和主伞外（wài），还需有（yǒu）钩挂伞与吊索和可旋转的（de）脱（tuō）落机构。大（dà）飞机用挂钩挂住无人机的钩挂（guà）伞和吊索，用绞盘绞起无人（rén）机，空中悬挂（guà）运走。这种（zhǒng）回收方式不会损伤无人机，但每次回收都要出动大飞机，费用高，对大（dà）飞（fēi）机飞行员的（de）驾驶技术要（yào）求高。

4.拦截网回收

用拦截网系（xì）统（tǒng）回收无（wú）人机是目（mù）前世界小型无人机普遍采用的（de）回收方式之（zhī）一。拦截网系统（tǒng）通常由（yóu）拦截网、能量吸收装置和自（zì）动引导（dǎo）设（shè）备组成。能量吸收装置与（yǔ）拦截（jié）网（wǎng）相连，其作用是吸收无（wú）人机撞网的（de）能（néng）量，避免无人机触网（wǎng）后在网上弹跳不停受（shòu）损（sǔn）。自动引导设备一般是一部置于网（wǎng）后的电视摄（shè）像机，或（huò）是装在拦截（jié）网架上的红外（wài）接收机，由它们及（jí）时向地面站（zhàn）报告无人机返航（háng）路线（xiàn）偏差。

5.气垫着陆

无人机机腹四周装上“橡胶裙边”，中间（jiān）有一（yī）个带孔（kǒng）的气囊。发动机把空气压入气（qì）囊，压（yā）缩空气从气囊（náng）孔喷（pēn）出（chū），在机腹下形成高压（yā）空气区—气垫。

气垫着陆最大的优（yōu）点（diǎn）是：无（wú）人机能在（zài）未（wèi）经平整的地面、泥（ní）地、冰雪地或水上着陆（lù），不受地形条件限制（zhì）。其次大（dà）小无人机（jī）都可（kě）以使用，回收率高。

6、无人机飞行（háng）平台

无（wú）人机的（de）飞行平台主要由六大部（bù）分组成：机（jī）身（shēn）、机（jī）翼（yì）、尾翼、起落装置、飞行自动控制系统和动力系统。

1.机（jī）身

机（jī）身主要用来装（zhuāng）载发动机、燃油（yóu）、任务设备、电（diàn）源、控（kòng）制操纵（zòng）系统等，并（bìng）通过它（tā）将机翼、尾翼、起落（luò）架等部（bù）件连成一（yī）个整体。

2.机翼（yì）

机翼是飞行器（qì）用来产生升力的主要部件。固定翼（yì）无人机的机翼有平直翼、后（hòu）掠翼（yì）、三角翼（yì）等。下图是一些常见的机翼（yì）：

平直翼比较（jiào）适用于低速飞（fēi）行器，后掠翼和三角翼比较（jiào）适合高速飞行器。

机翼上一般还有副翼（yì），用于控制飞机（jī）的倾斜，但（dàn）左（zuǒ）右副翼偏转（zhuǎn）方向不同时，就会产生滚装力矩，是飞行器（qì）产生倾斜运动。

3.尾翼

尾翼分（fèn）垂直（zhí）尾翼（yì）和水（shuǐ）平（píng）尾翼两部分。对于一些结构（gòu）比较特殊（shū）的无人机来说（shuō），可（kě）能会不设垂直（zhí）尾（wěi）翼或水平尾翼。

垂直尾翼：垂直安装（zhuāng）在（zài）机身尾部，主（zhǔ）要功（gōng）能为保持（chí）机体的方向平衡和操纵。通常（cháng）垂直尾（wěi）翼（yì）后缘（yuán）有用（yòng）于操纵方向的方（fāng）向舵。

水平（píng）尾翼：水平安装在（zài）机（jī）身尾部，主要（yào）功能为了保持俯仰（yǎng）平（píng）衡和俯仰操纵。

4.起落（luò）装置

起（qǐ）落装置的功用是使无（wú）人机在地面或（huò）水面进行（háng）起飞、着陆（lù）、滑行和停放。

起落装置对（duì）于无人机来（lái）说是形式最（zuì）多样的一部（bù）分，这是因为无（wú）人机有多种发射（shè）/回收方式。大型无人机的起落装置（zhì）包含（hán）起（qǐ）落架和改善起落（luò）性能的（de）装（zhuāng）置两部分，起飞后起（qǐ）落架收起，减少（shǎo）飞（fēi）行阻（zǔ）力；多数无（wú）人机的起落架很（hěn）简单，飞行时也不收（shōu）起（qǐ）；对于（yú）采用弹（dàn）射、拦阻网等方式进行发射/回（huí）收的小型（xíng）无人（rén）机就不需要起落架；对（duì）于采用手掷发射的小型无人机，就没（méi）有起落装置（zhì）；伞（sǎn）降回收的无人机（jī）着（zhe）陆装置可以（yǐ）说就是（shì）降落伞。

5.飞行自动控（kòng）制（zhì）系统

飞行（háng）自动控制系统包括控制指令自动形（xíng）成装置和（hé）传输操（cāo）纵装置。指令自动（dòng）形（xíng）成装置包括自（zì）动驾驶仪和相关的传（chuán）感器、导航设备；传输（shū）操纵装置包括从控制（zhì）指令输（shū）出点到水平尾翼（yì）、副翼、方向舵等操纵（zòng）面（miàn），用来传递操（cāo）纵指令，改变飞行状态的所有（yǒu）装置。

6.动力（lì）装置

飞（fēi）机动力装置是（shì）用来产生拉力（如螺旋桨（jiǎng）飞机）或（huò）推力（lì）（如喷（pēn）气（qì）式飞机），使飞机前（qián）进（jìn）的装（zhuāng）置（zhì）。现（xiàn）代无人机的动力主要分为涡轮喷气（qì）发（fā）动机和（hé）涡轮风（fēng）扇发（fā）动机两类。 （来源：互联网综合编辑）

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